專利名稱：用于高亮度led的高性能固晶粘合劑(daa)納米材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高性能固晶粘合劑(die attach adhesive) ( “DAA”)材料,通過結(jié)合納米材料和微米/納米膠囊技術(shù)，該材料熱導(dǎo)率高，固化溫度低，并且儲存溫度高。本發(fā)明還涉及制備所述材料的復(fù)合材料的方法，所述材料可用于封裝高亮度LED(“HB-LED”)和其他半導(dǎo)體。
背景技術(shù)：
近年來HB-LEDs的重要性增加并且在不久的將來將成為照明工業(yè)最重要的產(chǎn)品之一。然而，因為傳統(tǒng)的HB-LEDs在產(chǎn)生高于lOOW/cm2的熱通量方面普遍都有問題，所以設(shè)計用于指示器LED的傳統(tǒng)封裝不適于HB-LED。LED過熱將引起過早失效，因為這種固相照明裝置的效率、光譜、可靠性和壽命強烈依賴于成功的熱管理。環(huán)氧樹脂粘合劑是最廣泛用于HB-LED和半導(dǎo)體封裝的粘合劑，因為這種粘合劑對不同種類的基板都具有良好的粘合性，能夠在超快速工藝中實現(xiàn)自動化，成本低，并且由于易于使用而節(jié)省了生產(chǎn)周期時間等等。未改性的環(huán)氧聚合物樹脂是天然的絕緣體，顯示低電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率。因此，合適的填充劑已被用于生產(chǎn)高電導(dǎo)率和高熱導(dǎo)率的粘合劑。應(yīng)加入充分導(dǎo)電/導(dǎo)熱的顆粒以在聚合物基質(zhì)內(nèi)形成 網(wǎng)絡(luò)，從而電子和熱能夠流過顆粒結(jié)合點以使該混合物導(dǎo)電并導(dǎo)熱?；谶@種概念，傳統(tǒng)固晶粘合劑(“DAA”)的熱導(dǎo)性主要通過填充劑和貫穿環(huán)氧樹脂基質(zhì)的填充劑之間的連接而實現(xiàn)[M.1noue, H.Muta, S.Yamanaka, K.Suganuma,大阪大學(xué)，日本，J.Electron.Mater.，Vol.37，N0.4 (2008) PP.462-468.]。已用金屬粉末，包括銀、銅、金和鋁等，作為傳統(tǒng)的DAA填充劑來獲得約1-5W/M.K的熱導(dǎo)率。然而，這種熱導(dǎo)率不能滿足當(dāng)前高功率裝置的需求。對于填充劑材料的設(shè)計和填充劑與基質(zhì)間的化學(xué)的研究都比較活躍[Yi Li, C.P.Wong, Materials Science andEngineering R51，2006，1-35 ;D.D.Lu，Y.G.Li, C.P.Wong, 22, 2008,801-834] 此外，進一步的研究集中在新型的高熱導(dǎo)率填充劑，包括氮化硼、氮化鋁和碳的同素異形體等[C.-W.Nan，G.Liu，Y.Lin，and Μ.Li，App1.Phys.Lett.，vol.85, 2004，3549-3551 ；C.H.Liu，
H.Huang, Y.Wu, and S.S.Fan，App1.Phys.Lett.84，2004，4248-4250]。嘗試增強環(huán)氧復(fù)合物熱導(dǎo)率的努力還包括使用納米顆粒材料。例如，美國專利申請系列號10/426,485公開了在聚合物基質(zhì)中使用非導(dǎo)電納米顆粒以改善聚合復(fù)合物體系的熱導(dǎo)率。美國專利號7，550，097還描述了使用導(dǎo)電納米顆粒的熱導(dǎo)材料，該納米顆粒比微米級顆粒的相分離更少。除填充劑之外，還研究了 CVD生長的碳納米管(CNT)作為HP(高功率)-LED(等同于HB-LED)封裝中的熱界面材料(TIM)以增強界面的熱導(dǎo)性[K.Zhang, Μ.M.F.Yuen,D.G.ff.Xiao, Y.Y.Fu, P.Chan,，Proc.2008ECTC58th, PP.1659-1663 ；K.Zhang, Y.Chai，M.M.F.Yuen, D.G.W.Xiao, P.C.H.Chan, “Carbon nanotube thermal interfacematerial for high-brightness light-emitting-diode cooling，，， Nanotechnology,19,n0.215706]。然而，與用于熱沉表面的CNT- Μ相比，LED或其他半導(dǎo)體中的芯片粘合工藝仍然使用固晶粘合劑用于將裸片(die)/芯片粘合在不同基板(陶瓷、硅、銅、鋁等)上。CNT-TIM和裸片之間的不穩(wěn)定粘合不能為隨后的引線粘合工序提供足夠的強度。相比之下，固化的DAA對于這些工藝而言是足夠強的。這種固化的DAA能將最重要的部分即LED裸片和基板直接連接起來。因為這些特性，這種固晶材料不僅提供了裸片和封裝之間的熱導(dǎo)性和電導(dǎo)性而且還根本上改善了器件在電場中工作時的性能。因為官能化環(huán)氧粘合劑對不同基板的良好粘合、低成本和能夠在粘合工藝中自動化,這種粘合劑占據(jù)了大規(guī)模生產(chǎn)中現(xiàn)有的大部分市場份額。因此，需要開發(fā)一種新的DAA，其具有較高的熱導(dǎo)率、更好的粘合性和更大的機械穩(wěn)定性。迄今為止，只報道了很少的DAA能夠達到15-25W/M.K的相對較高的熱導(dǎo)率。仍然需要熱導(dǎo)率高于40W/M.K并且具有較高的穩(wěn)定性和相對低成本的DAA以形成可靠和穩(wěn)定的HB-LED 封裝。傳統(tǒng)的環(huán)氧粘合劑主要由兩組分組成，這兩組分最初是分離的:“A”是線性聚合物樹脂，“B”是固化劑。當(dāng)“A”組分與“B”組分混合時，線性聚合物樹脂被固化劑活化，線性分子彼此交聯(lián)形成最終的三維網(wǎng)絡(luò)。這種兩組分(two-part)粘合劑有一些優(yōu)點，諸如保質(zhì)期很長、固化溫度很低能在室溫固化。然而，它們在電子器件封裝中的缺點包括，(需要)另外的混合工藝，混合后的粘合劑適用期短導(dǎo)致大量的浪費，以及使用難度大(因為當(dāng)兩組分混合時，它們在室溫馬上開始固化，適用期太短以至于不適合用于自動化固晶工藝)。相對而言，已知單組分(one-part)環(huán)氧粘合劑可廣泛用于不同的用途，包括電子器件封裝。它們一般對多種基板具有非常好的粘合性，非常高的粘合強度和優(yōu)異的電學(xué)特性。然而，單組分環(huán)氧粘合劑在應(yīng)用于電子器件時有一些限制。首先，當(dāng)聚合物樹脂和固化劑混合在一起時，需要 _40°C的非常低的儲存溫度以降低反應(yīng)性。這使得反應(yīng)混合物在運輸和儲存中成本更高并且消耗更多能量。第二，在單組分粘合劑中多使用潛固化劑。因此，大多數(shù)現(xiàn)有的單組分環(huán)氧粘合劑需要在高溫(> 150°C )固化很長時間，這限制了它們在具有溫度敏感性元件例如LED的LED器件中的應(yīng)用。這種固化條件從節(jié)約能源和大規(guī)模生產(chǎn)效率的角度而言也是一種缺陷。雖然一些研究工作集中在通過使用微膠囊化硬化劑來解決這一問題[美國專利7，854，860]，但是此類單組分材料無法用于熱導(dǎo)性/電導(dǎo)性粘合齊U，因為粘合劑中的硬顆粒填充劑破壞軟的微膠囊殼并且硬化劑從中釋放出來導(dǎo)致整個粘合劑體系的失敗。因此，本領(lǐng)域仍然需要改進的環(huán)氧體系，其具有較高的熱導(dǎo)性和電導(dǎo)性并且易于使用、方便儲存，能夠與多種基板材料形成高強度的粘合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明第一方面涉及單組分DAA，其具有高電導(dǎo)率和高熱導(dǎo)率、低固化溫度和高儲存溫度以及高可靠性。更具體地，這些單組分DAA具有≥ 40W/M.K的熱導(dǎo)率，在≤ 100°C的溫度時具有良好的可固化性，和在≥-10°C的儲存溫度時的高穩(wěn)定性。本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料包括30-96重量％的熱導(dǎo)性填充劑、2-30重量％的聚合物基質(zhì)和2-40重量％的溶齊U。所述熱導(dǎo)性填充劑在所述聚合物基質(zhì)中良好地分散從而增強本發(fā)明單組分DAA的熱導(dǎo)性。熱導(dǎo)性填充劑可以不同的形式存在，諸如納米線、納米線網(wǎng)絡(luò)或納米顆粒。填充劑可由選自銀、銅、鎳、石墨或它們的組合的(一種或多種)無機材料或金屬組成。也可改變熱導(dǎo)性填充劑使其具有不同的粒度、形狀和/或不同種類的填充劑之間的重量百分比以適應(yīng)不同的目的。填充劑的直徑范圍在10nm-50 μ m ;填充劑的形狀可以是顆粒狀、棒狀、網(wǎng)狀等；具有不同形狀和粒度的每一種填充劑的重量百分比的范圍為填充劑的1% _100%。熱導(dǎo)性填充劑的主要功能是填充商購填充劑之間的空隙以形成連續(xù)的、多通道的熱傳導(dǎo)路徑，從而增強本發(fā)明單組分DAA的熱導(dǎo)性。熱導(dǎo)性填充劑還包括分散劑。熱導(dǎo)性填充劑中分散劑的重量百分比介于0.1-10%。本發(fā)明的分散劑包括以下的一種或多種:甘油脂肪酸和/或其聚合物、具有親水基團和/或疏水基團的有機硅烷偶聯(lián)劑、具有親水基團和/或疏水基團的有機鈦酸酯和/或具有親水基團和/或疏水基團的含巰基化合物。本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料中的聚合物基質(zhì)包括環(huán)氧體系，該環(huán)氧體系由環(huán)氧樹脂和固化劑組成。環(huán)氧樹脂選自鏈狀脂肪族環(huán)氧樹脂、環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯、縮水甘油醚化合物、或它們的組合。固化劑選自六氟銨銻、含咪唑化合物或它們的組合。用于本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料中的溶劑包括本文定義的一種或多種非反應(yīng)性有機稀釋劑。本發(fā)明第二方面涉·及在半導(dǎo)體封裝(包括HB-LED封裝)中使用單組分DAA的方法。使用本發(fā)明單組分DAA的方法包括制備單組分DAA的復(fù)合材料的方法，該制備方法包括制備熱導(dǎo)性填充劑，制備聚合物基質(zhì)，制備溶劑，將熱導(dǎo)性填充劑分散在聚合物基質(zhì)中以增強單組分DAA的熱導(dǎo)性，將非反應(yīng)性有機溶劑和分散劑加入到熱導(dǎo)性填充劑和聚合物基質(zhì)的混合物中以促進熱導(dǎo)性填充劑的分散并降低單組分DAA的粘度，和向聚合物基質(zhì)的環(huán)氧樹脂中提供固化劑以控制所述單組分DAA的固化行為。在將所述復(fù)合材料中使用的熱導(dǎo)性填充劑分散在聚合物基質(zhì)中之前，熱導(dǎo)性填充劑的表面經(jīng)進一步改性。在分散到聚合物基質(zhì)中之前，還可改變不同形式的熱導(dǎo)性填充劑的粒度、形狀和重量百分比。在分散之前，分離不同形式的熱導(dǎo)性填充劑，僅選擇所需的形式。然后經(jīng)過某些(一種或多種)改性的所選形式的熱導(dǎo)性填充劑在非反應(yīng)性有機溶劑的存在下分散到聚合物基質(zhì)中。在分散到聚合物基質(zhì)之前，將分散劑加入到所選形式的熱導(dǎo)性填充劑中。通過將環(huán)氧樹脂和固化劑混合來制備聚合物基質(zhì)。可通過熱固化、微波固化或它們的組合來進行聚合物基質(zhì)的固化過程?？稍诩s20°C至約150°C的溫度通過熱固化或通過熱、輻射和微波固化的組合而進行固化過程。更具體而言，固化溫度優(yōu)選約70°C至120°C。固化過程可持續(xù)約I分鐘至約5小時，更優(yōu)選2分鐘至2小時。制備單組分DAA的復(fù)合材料的方法還包括混合所選擇的熱導(dǎo)性填充劑、溶劑和聚合物基質(zhì)以形成本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料?？墒謩踊旌匣蛲ㄟ^其他混合設(shè)備例如和面機、鏈罐式攪拌機、行星式混合機、雙螺桿擠出機、兩輥或三輥軋磨機，或通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何常規(guī)方式來進行混合。在制備本發(fā)明單組分DAA復(fù)合材料的方法的任何混合步驟中，每個混合步驟中的組分可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何方法以分批、連續(xù)或半連續(xù)方式混合。


圖1圖示了不同條件下DAA體系中的散熱路徑:(IA)加入棒狀填充劑之前，(IB)加入棒狀填充劑之后，以及(IC)加入納米尺寸的顆粒狀填充劑之后。箭頭代表不同條件下的散熱途徑。圖2圖示了形成本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料中的主要成分。圖3流程圖示出了本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料的形成方案。圖4是一系列的顯微照片，顯示由銀組成的的不同直徑的棒狀填充劑的形態(tài)(4Α) 100-200nm ； (4B)300_500nm ； (4C)600_700nm ； (4D) I μ m。圖5是實施例4所述的環(huán)氧配方的DSC譜:虛的曲線是相對于時間的溫度曲線；實的曲線是相對于時間的熱流曲線。圖6是實施例5所述的環(huán)氧配方的DSC譜:虛的曲線是相對于時間的溫度曲線；實的曲線是相對于時間的熱流曲線。圖7是實施例6所述的DAA復(fù)合材料的DSC譜:虛的曲線是相對于時間的溫度曲線；實的曲線是相對于時間的熱流曲線。圖8是實施例7所述的DAA復(fù)合材料的DSC譜:虛的曲線是相對于時間的溫度曲線；實的曲線是相對于時間的熱流曲線。
具體實施例方式詳細參考附圖，圖1顯示了沒有填充劑的復(fù)合材料、有本發(fā)明的微米級/納米級棒狀填充劑的復(fù)合材料和有本發(fā)明的顆粒狀填充劑的復(fù)合材料之間的散熱差別。在加入本發(fā)明的熱導(dǎo)性填充劑之前，熱量通過顆粒-顆粒接觸途徑耗散，散熱路徑長并且彎曲(如圖1A所示)。然而，加入熱導(dǎo)性納米線或`納米棒之后(如圖1B所示)或加入納米顆粒填充劑之后(如圖1C所示)，這些熱導(dǎo)性填充劑能夠填充DAA體系中大顆粒之間的空隙并在這些顆粒之間形成很多捷徑以促進散熱，因此形成連續(xù)、直接和多通道的散熱路徑(如圖1B和圖1C所示的箭頭)。因此，通過摻入本發(fā)明的熱導(dǎo)性填充劑而顯著增加了整個DAA體系的熱導(dǎo)性。本發(fā)明單組分DAA的基本成分示于圖2。單組分DAA的三種基本成分是:(i)表面改性的熱導(dǎo)性填充劑，其主要負責(zé)增強熱導(dǎo)性，優(yōu)選銀基填充劑，其中所述熱導(dǎo)性填充劑也是電導(dǎo)性的；(ii)聚合物配方，負責(zé)控制單組分DAA的固化行為，其中所述聚合物制劑包括由兩組分即環(huán)氧樹脂和固化劑組成的環(huán)氧體系；和(iii)溶劑，其分散表面改性的填充劑，降低整個DAA的粘度。圖3示出了一個流程圖，闡釋這三種基本成分如何能夠形成本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料。單組分DAA的復(fù)合材料如下制備:(i)制備填充劑配方并改性填充劑顆粒的表面以形成熱導(dǎo)性填充劑；(ii)制備聚合物基質(zhì)；(iii)制備溶劑；和(iv)混合所述表面改性的熱導(dǎo)性填充劑、聚合物基質(zhì)和溶劑以獲得本發(fā)明單組分DAA的最終復(fù)合材料。本發(fā)明的熱導(dǎo)性填充劑包括占本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料的30-96重量％的無機化合物。更優(yōu)選地，熱導(dǎo)性填充劑選自銀、銅、鎳、石墨或它們的組合。一種實施方式中，約20-100重量％的填充劑配方是直徑約13-50 μ m的顆粒，約10-100重量％的填充劑是直徑約6-12 μ m的顆粒，約10-90重量％的填充劑是直徑約5-6 μ m的顆粒，約20-100重量％的填充劑是直徑約1_5μπι的顆粒，和約1_10重量％的填充劑是直徑約10-200nm的納米尺寸的顆粒，和/或約1_10重量％的填充劑是直徑約IOOnm-1 μ m且長度1-10 μ m的納米棒。更優(yōu)選的實施方式中，本發(fā)明的填充劑顆粒直徑約10_200nm。示例性實施方式中，填充劑顆粒的直徑約10-100nm。 圖4是顯微照片，顯示不同直徑的銀基納米棒，這些納米棒是按照Cao等、Guo等和Liu 等[Y.Cao 等 J.Phys.D:Appl.Phys.38, 2005,1061-1067 ；L.Guo 等 J.Am.Chem.Soc.，2004，126,4530-453 ；C.Liu 等，Microelectronic Engineering2003,66,107-114]公開的制造方法制備的。本發(fā)明導(dǎo)熱且導(dǎo)電的納米棒的直徑范圍是IOOnm-1 μ m。示例性實施方式中，納米棒的直徑范圍是IOOnm至500nm。另一種實施方式中，熱導(dǎo)性填充劑是微米尺寸的顆粒，粒度約為1_50μπι。填充劑顆粒的粒度選擇取決于待使用填充劑的目的粘合線的厚度，粘合線厚度通常約5-150 μ m。所希望的填充劑顆粒的直徑應(yīng)該小于將要應(yīng)用填充劑的目的粘合線的厚度。本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料中，本發(fā)明熱導(dǎo)性填充劑的不同粒度和/或形狀可單獨使用或組合使用。為促進熱導(dǎo)性填充劑在本發(fā)明聚合物基質(zhì)中的分散，填充劑顆粒用分散劑額外處理以產(chǎn)生表面改性的填充劑顆粒。分散劑包括占整個填充劑0.1-10重量％的一種或多種下述化合物:至少一種甘油脂肪酸或其聚合物、具有親水基團和/或疏水基團的有機硅烷偶聯(lián)劑、具有親水基團和/或疏水基團的有機鈦酸酯或具有親水基團和/或疏水基團的含疏基化合物。本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料還包括占復(fù)合材料約2-30重量％的聚合物基質(zhì)。聚合物基質(zhì)包括環(huán)氧體系，該環(huán)氧體系由以下組成:(i)約10-90重量％的環(huán)氧樹脂，選自鏈狀脂肪族環(huán)氧樹脂、環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯、縮水甘油醚化合物、或它們的組合；和(ii) 10-90重量％的固化劑，選自胺、陽離子聚合催化劑、雙氰胺、或改性的咪唑基化合物、膦類、金屬鹽和它們的組合。在一種具體的實施方式中，環(huán)氧樹脂是環(huán)氧環(huán)己基甲酸酯。在另一種具體實施方式
中，固化劑是六氟銨銻。本發(fā)明單組分DAA的復(fù)合材料還包括一種或多種溶劑。所述一種或多種溶劑的量為約2-40重量％，選自甲苯、二甲苯、碳酸丙烯酯、混合脂族二甲酯、二甘醇單甲基醚醋酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、或它們的組合。溶劑還可作為非反應(yīng)性有機稀釋劑，另外添加到復(fù)合材料中以減小復(fù)合材料的粘度。

最終的復(fù)合材料可手動混合或可用標(biāo)準(zhǔn)混合設(shè)備諸如和面機、鏈罐式攪拌機、行星式混合機、雙螺桿擠出機、兩輥或多輥軋磨機等混合。復(fù)合材料各成分的混合可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所用的任何方法以分批、連續(xù)或半連續(xù)方式進行。固化過程可用本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何工藝進行。可用諸如熱固化、輻射固化、微波固化或它們的組合的方法進行固化。固化通常在約20°C至約150°C范圍的溫度發(fā)生。此外，固化通常在約I分鐘至約5小時范圍的時間段發(fā)生，更通常在約2分鐘至約120分鐘的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，使用范圍在約70°C至120°C的固化溫度。在制備單組分DAA復(fù)合材料的方法的任何混合中，每次混合中的組分可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的任何方法以分批、連續(xù)或半連續(xù)方式混合。
如果需要，本文所述的不同的功能可以不同的順序進行和/或彼此同時進行。而且，如果需要，一種或多種上述功能可以是任選的或者可以組合。雖然獨立權(quán)利要求中陳述了本發(fā)明的各個方面，但是本發(fā)明的其他方面包括所描述的實施方式和/或從屬權(quán)利要求中的特征與獨立權(quán)利要求的特征的其他組合，并非僅僅是權(quán)利要求中明確陳述的那些組合。此處還應(yīng)指出，雖然上文描述了本發(fā)明的示例性實施方式，這些描述不應(yīng)被視為有限制意義。相反，可進行若干變化和變動而不脫離所附權(quán)利要求中限定的本發(fā)明的范圍。實施例實施例1:表面修飾以用有機硅烷形成良好分散的無機填充劑首先將約IOg無機填充劑加入到約IOOmL乙醇中以形成第一溶液。然后將約5mL Y-環(huán)氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷加入到第一溶液中(其中銀顆粒用作填充劑)以形成第二溶液。所述第二溶液電磁攪拌2小時以保證分散劑在所述顆粒表面形成表面單層覆蓋。改性后，填充劑在110°C干燥至少I小時，重新分散在溶劑中(本實施例中用正丁醇)。實施例2:表面修飾以用含巰基化合物形成良好分散的無機填充劑首先將IOg無機填充劑加入到約IOOmL乙醇(IOOmL)中以形成第一溶液。然后將約 0.05g3, 3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，9，9，10，10，10-十七氟-1-癸硫醇加入到第一溶液中(其中銀顆粒用作填充劑)以形成第二溶液。所述第二溶液電磁攪拌I小時以保證分散劑在所述顆粒表面形成表面單層覆蓋。改性后，填充劑用乙醇洗滌3次，然后室溫干燥至少I小時，重新分散在溶劑中(本實施例中用正丁醇)。實施例3:具有良好流動性的無機填充劑分級粒度配方(Formula)
流動性是填 充劑分散性質(zhì)的一種量度。如實施例1或?qū)嵤├?所述相同的方式制備高度分散的金屬填充劑，所述填充劑由下表所示粒度的分級顆粒組成:表1:具有良好流動性的無機填充劑復(fù)合材料的實例
權(quán)利要求
1.制備單組分和可熱固化DAA復(fù)合材料的方法，包括: 提供導(dǎo)熱且導(dǎo)電的填充劑； 提供聚合物基質(zhì)； 提供溶劑；和 混合所述導(dǎo)熱且導(dǎo)電的填充劑、聚合物基質(zhì)和溶劑以形成所述復(fù)合材料， 其中所述填充劑是無機化合物，占所述復(fù)合材料的30-96重量所述聚合物基質(zhì)占所述復(fù)合材料的2-30重量％ ;所述溶劑占所述復(fù)合材料的2-40重量％， 并且其中形成的所述復(fù)合材料的熱導(dǎo)率至少約40W/M.K，固化溫度約80-100°C，且儲存溫度約-10 °C。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述無機填充劑選自金、銀、銅、鎳、石墨、或它們的組合。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述無機填充劑在所述混合之前被進一步改性以形成改性的填充劑配方，且其中所述改性的填充劑配方包含所述無機填充劑，其中約20-100重量％的所述無機填充劑是直徑約13-50 μ m的微粒，約10-100重量％的所述無機填充劑是直徑約6-12 μ m的微粒，約10-90重量％的所述無機填充劑是直徑約5_6 μ m的顆粒，約20-100重量％的所述無機填充劑是直徑約l-5ym的微粒，約1-10重量％的所述無機填充劑是直徑約10-200nm的納米顆粒,和/或約1_10重量％的所述無機填充劑是直徑約IOOnm-1 μ m且長度約1-10 μ m的納米棒。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述無機填充劑顆粒的表面經(jīng)分散劑進一步處理，所述分散劑包括以下至少一種:甘油 脂肪酸酯或其聚合物、具有親水基團和/或疏水基團的有機娃燒偶聯(lián)劑、具有未水基團和/或疏水基團的有機欽酸酷、具有未水基團和/或疏水基團的含巰基分子，或它們的組合，并且其中所述分散劑占所述無機填充劑的約0.1-10重量％。
5.權(quán)利要求3的方法，其中所述改性的填充劑配方在溶劑中被進一步再分散，所述溶劑選自甲苯、二甲苯、碳酸丙烯酯、混合脂族二甲酯、二甘醇單甲基醚醋酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙酸乙酯、或它們的組合，并且其中在將所述改性的填充劑配方再分散在所述溶劑中之后應(yīng)用探頭超聲波，然后通過離心進行粒度分選，然后在約60-150°C的溫度范圍真空干燥所選的填充劑10分鐘至3小時。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述聚合物基質(zhì)由10-90重量％的環(huán)氧樹脂和10-90重量％的固化劑組成，其中所述環(huán)氧樹脂選自以下的一種或多種:鏈狀脂肪族環(huán)氧樹脂、環(huán)狀脂肪族環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯、或縮水甘油醚化合物；所述固化劑是選自以下的一種或多種:胺、陽離子聚合催化劑、雙氰胺、或改性的咪唑基化合物、膦類化合物、或金屬鹽。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述溶劑選自以下的一種或多種:甲苯、二甲苯、碳酸丙烯酯、混合脂族二甲酯、二甘醇單甲基醚醋酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醇、異丙醇、正丁醇、或乙酸乙酯。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述導(dǎo)熱且導(dǎo)電的填充劑、所述聚合物基質(zhì)和所述溶劑的所述混合通過手動混合或通過選自以下的一種或多種混合設(shè)備來進行:捏合機、鏈罐式攪拌機、行星式混合機、雙螺桿擠出機、兩輥或多輥軋磨機，并且其中所述提供另外包括以分批、連續(xù)或半連續(xù)方式獨立混合所述導(dǎo)熱且導(dǎo)電的填充劑、所述聚合物基質(zhì)和所述溶劑。
9.通過權(quán)利要求1的方法形成的單組分可熱固化固晶粘合劑(DAA)復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于形成單組分固晶粘合劑材料的復(fù)合材料，所述單組分固晶粘合劑材料可用于封裝半導(dǎo)體，包括HB-LED。本發(fā)明復(fù)合材料包括導(dǎo)熱且導(dǎo)電的填充劑、聚合物基質(zhì)和溶劑，它們形成的材料熱導(dǎo)率高、固化溫度低、儲存溫度高。本發(fā)明還涉及制備所述復(fù)合材料的方法，即將所選粒度的經(jīng)過表面修飾的填充劑配方、聚合物基質(zhì)和非反應(yīng)性有機溶劑混合在一起，然后在低溫固化該混合物。
文檔編號C08K3/08GK103080265SQ201280002714
公開日2013年5月1日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者劉晨敏, 呂冬, 郎咸鑫, 王博, 李志穎 申請人:納米及先進材料研發(fā)院有限公司